Mécanisme de distribution de gaz - groupe de vannes
Teneur
Objectif et types de calendrier:
1.1. But du mécanisme de distribution de gaz:
Le but du mécanisme de calage des soupapes est de faire passer un mélange de carburant frais dans les cylindres du moteur et de libérer les gaz d'échappement. L'échange de gaz s'effectue par les ouvertures d'entrée et de sortie, qui sont hermétiquement fermées par les éléments de la courroie de distribution conformément à la procédure de fonctionnement du moteur acceptée.
1.2. Affectation des groupes de vannes:
le but du groupe de vannes est de fermer hermétiquement les orifices d'entrée et de sortie et de les ouvrir à l'heure spécifiée pendant la durée spécifiée.
1.3. Types de chronométrage:
en fonction des organes par lesquels les cylindres du moteur sont connectés à l'environnement, la courroie de distribution est à soupape, à tiroir et combinée.
1.4. Comparaison des types de chronométrage:
le calage des soupapes est le plus courant en raison de sa conception relativement simple et de son fonctionnement fiable. L'étanchéité idéale et fiable de l'espace de travail, obtenue grâce au fait que les soupapes restent stationnaires à haute pression dans les cylindres, donne un sérieux avantage par rapport à une soupape ou à une distribution combinée. Par conséquent, le calage des soupapes est de plus en plus utilisé.
Dispositif de groupe de vannes:
2.1. Dispositif de valve:
Les soupapes du moteur se composent d'une tige et d'une tête. Les têtes sont le plus souvent plates, convexes ou en forme de cloche. La tête a une petite courroie cylindrique (environ 2 mm) et un biseau d'étanchéité de 45 ° ou 30 °. La courroie cylindrique permet, d'une part, de maintenir le diamètre de la vanne principale lors du meulage du biseau d'étanchéité, et d'autre part, d'augmenter la rigidité de la vanne et d'éviter ainsi la déformation. Les plus répandues sont les soupapes à tête plate et un biseau d'étanchéité à un angle de 45˚ (ce sont le plus souvent des soupapes d'admission), et pour améliorer le remplissage et le nettoyage des cylindres, la soupape d'admission a un diamètre plus grand que la soupape d'échappement. Les soupapes d'échappement sont souvent fabriquées avec une rotule bombée.
Cela améliore la sortie des gaz d'échappement des cylindres et augmente également la résistance et la rigidité de la soupape. Pour améliorer les conditions d'évacuation de la chaleur de la tête de soupape et augmenter l'indéformabilité globale de la soupape, la transition entre la tête et la tige se fait sous un angle de 10˚ - 30˚ et avec un grand rayon de courbure. À l'extrémité supérieure de la tige de soupape, les rainures sont de forme conique, cylindrique ou spéciale, selon la méthode acceptée de fixation du ressort à la soupape. Le refroidissement au sodium est utilisé dans un certain nombre de moteurs pour réduire les contraintes thermiques sur les soupapes d'éclatement. Pour ce faire, la valve est rendue creuse et la cavité résultante est à moitié remplie de sodium dont le point de fusion est de 100 ° C. Lorsque le moteur tourne, le sodium fond et se déplace à travers la cavité de soupape, transférant la chaleur de la tête chaude à la tige de liquide de refroidissement et de là à l'actionneur de soupape.
2.2. Connexion de la vanne à son ressort:
les conceptions de cette unité sont extrêmement diverses, mais la conception la plus courante est avec des demi-cônes. À l'aide de deux demi-cônes, qui pénètrent dans les canaux ménagés dans la tige de soupape, la plaque est pressée, ce qui maintient le ressort et ne permet pas de démonter l'unité. Cela crée une connexion entre le ressort et la valve.
2.3. Emplacement du siège de soupape:
Dans tous les moteurs modernes, les sièges d'échappement sont fabriqués séparément de la culasse. Ceux-ci sont également utilisés pour les ventouses lorsque la culasse est en alliage d'aluminium. Quand c'est en fonte, les selles y sont fabriquées. Structurellement, le siège est un anneau qui est fixé à la culasse dans un siège spécialement usiné. Dans le même temps, des rainures sont parfois pratiquées sur la surface extérieure du siège qui, lorsqu'elles sont pressées sur le siège, sont remplies de matière de culasse, assurant ainsi leur fixation fiable. En plus du serrage, la fixation peut également se faire en faisant pivoter la selle. Pour assurer l'étanchéité de l'espace de travail lorsque la vanne est fermée, la surface de travail du siège doit être usinée au même angle que le chanfrein d'étanchéité de la tête de vanne. Pour cela, les selles sont usinées avec des outils spéciaux avec des angles d'affûtage non 15 non, 45˚ et 75˚ pour obtenir un ruban d'étanchéité à un angle de 45˚ et d'une largeur d'environ 2 mm. Le reste des coins est fait pour améliorer le flux autour de la selle.
2.4. Emplacement des guides de soupape:
la conception des guides est très diversifiée. Le plus souvent, des guides avec une surface extérieure lisse sont utilisés, qui sont fabriqués sur une machine de plomberie sans centre. Les guides avec une sangle de retenue externe sont plus confortables à fixer mais plus difficiles à réaliser. Pour cela, il est plus opportun de réaliser un canal pour la bague d'arrêt dans le guide au lieu d'une courroie. Les guides de soupape d'échappement sont souvent utilisés pour les protéger des effets oxydants du flux de gaz d'échappement chauds. Dans ce cas, des guides plus longs sont réalisés, le reste étant situé dans le canal d'échappement de la culasse. Lorsque la distance entre le guide et la tête de soupape diminue, l'ouverture dans le guide sur le côté de la tête de soupape se rétrécit ou s'élargit dans la région de la tête de soupape.
2.5. Dispositif à ressorts:
dans les moteurs modernes, les ressorts cylindriques les plus courants à pas constant. Pour former les surfaces de support, les extrémités des spires du ressort sont rapprochées l'une contre l'autre et frottent avec leur front, ce qui fait que le nombre total de spires est deux à trois fois supérieur au nombre de ressorts de travail. Les bobines d'extrémité sont supportées d'un côté de la plaque et de l'autre côté de la culasse ou du bloc. En cas de risque de résonance, les ressorts de soupape sont réalisés avec un pas variable. La boîte de vitesses étagée se plie soit d'une extrémité du ressort à l'autre, soit du milieu aux deux extrémités. Lorsque la vanne est ouverte, les enroulements les plus proches les uns des autres se touchent, ce qui entraîne une diminution du nombre d'enroulements de travail et une augmentation de la fréquence des oscillations libres du ressort. Cela supprime les conditions de résonance. Dans le même but, on utilise parfois des ressorts coniques dont la fréquence propre varie le long de leur longueur et l'occurrence de résonance est exclue.
2.6. Matériaux pour la fabrication des éléments du groupe de vannes:
• Vannes - Les vannes d'aspiration sont disponibles en chrome (40x), chrome nickel (40XN) et autres aciers alliés. Les soupapes d'échappement sont fabriquées en aciers résistants à la chaleur à haute teneur en chrome, nickel et autres métaux d'alliage : 4Kh9S2, 4Kh10S2M, Kh12N7S, 40SH10MA.
• Sièges de soupape - Des aciers résistants aux hautes températures, de la fonte, du bronze d'aluminium ou du cermet sont utilisés.
• Les guides de soupapes sont des environnements difficiles à fabriquer et nécessitent l'utilisation de matériaux à haute résistance thermique et à l'usure et à bonne conductivité thermique, tels que la fonte grise perlitique et le bronze d'aluminium.
• Ressorts - fabriqués en enroulant du fil à partir d'une stomie à ressort, par exemple 65G, 60C2A, 50HFA.
Fonctionnement du groupe de vannes:
3.1. Mécanisme de synchronisation:
le mécanisme de synchronisation est relié cinématiquement au vilebrequin, se déplaçant de manière synchrone avec lui. La courroie de distribution ouvre et scelle les orifices d'entrée et de sortie des cylindres individuels conformément à la procédure de fonctionnement acceptée. C'est le processus d'échange de gaz en bouteilles.
3.2 Action du variateur de temps:
L'entraînement de distribution dépend de l'emplacement de l'arbre à cames.
• Avec un arbre inférieur - les engrenages droits pour un fonctionnement plus fluide sont fabriqués avec des dents inclinées, et pour un fonctionnement silencieux, la couronne dentée est en textolite. Un engrenage ou une chaîne parasite est utilisé pour fournir un entraînement sur une plus longue distance.
• Avec arbre supérieur - chaîne à rouleaux. Niveau sonore relativement faible, conception simple, faible poids, mais le circuit s'use et s'étire. Grâce à une courroie de distribution à base de néoprène renforcée de fil d'acier et recouverte d'une couche de nylon résistant à l'usure. Conception simple, fonctionnement silencieux.
3.3. Schéma de distribution de gaz:
La surface totale d'écoulement prévue pour le passage des gaz à travers la vanne dépend de la durée de son ouverture. Comme vous le savez, dans les moteurs à quatre temps, pour la mise en œuvre des courses d'admission et d'échappement, une course de piston est prévue, correspondant à la rotation du vilebrequin de 180˚. Cependant, l'expérience a montré que pour un meilleur remplissage et nettoyage du cylindre, il est nécessaire que la durée des processus de remplissage et de vidage soit plus longue que les courses de piston correspondantes, c'est-à-dire l'ouverture et la fermeture des soupapes ne doivent pas être effectuées aux points morts de la course du piston, mais avec un certain dépassement ou retard.
Les temps d'ouverture et de fermeture des soupapes sont exprimés en angles de rotation du vilebrequin et sont appelés calage des soupapes. Pour plus de fiabilité, ces phases sont réalisées sous forme de camemberts (Fig. 1).
La soupape d'aspiration s'ouvre généralement avec un angle de dépassement φ1 = 5˚ – 30˚ avant que le piston n'atteigne le point mort haut. Cela garantit une certaine section de soupape au tout début de la course de remplissage et améliore ainsi le remplissage de la bouteille. La soupape d'aspiration est fermée avec un angle de retard φ2 = 30˚ - 90˚ après que le piston a passé le point mort bas. Le délai de fermeture des soupapes d'admission permet d'utiliser l'admission de mélange de carburant frais pour améliorer le ravitaillement et donc augmenter la puissance du moteur.
La soupape d'échappement est ouverte avec un angle de dépassement φ3 = 40˚ – 80˚, c'est-à-dire en fin de course, lorsque la pression dans les gaz du cylindre est relativement élevée (0,4 - 0,5 MPa). L'éjection intensive de la bouteille de gaz, commencée à cette pression, entraîne une chute rapide de la pression et de la température, ce qui réduit considérablement le travail de déplacement des gaz de travail. La soupape d'échappement se ferme avec un angle de retard φ4 = 5˚ - 45˚. Ce retard permet un bon nettoyage de la chambre de combustion des gaz d'échappement.
Diagnostic, maintenance, réparation:
4.1. Diagnostics
Signes diagnostiques:
- •Puissance réduite du moteur à combustion interne:
- Dégagement réduit;
- Ajustement de la valve incomplet;
- Vannes grippées.
• Augmentation de la consommation de carburant: - Jeu réduit entre les soupapes et les poussoirs;
- Ajustement de la valve incomplet;
- Vannes grippées.
• Usure des moteurs à combustion interne: - Usure de l'arbre à cames;
- ouvrir les cames d'arbre à cames;
- Jeu accru entre les tiges de soupape et les coussinets de soupape;
- Grand jeu entre les soupapes et les poussoirs;
- fracture, violation de l'élasticité des ressorts de soupape.
• Indicateur de basse pression: - Les sièges de soupape sont mous;
- Ressort de soupape mou ou cassé;
- Valve brûlée;
- joint de culasse brûlé ou déchiré;
- Écart thermique non ajusté.
• Indicateur de haute pression. - Diminution de la hauteur de la tête;
Calendrier des méthodes de diagnostic:
• Mesure de la pression dans le cylindre en fin de course de compression. Pendant la mesure, les conditions suivantes doivent être remplies: le moteur à combustion interne doit être chauffé à la température de fonctionnement; Les bougies d'allumage doivent être retirées; Le câble central de la bobine d'induction doit être huilé et le papillon et la vanne d'air ouverts. La mesure est effectuée à l'aide de compresseurs. La différence de pression entre les bouteilles individuelles ne doit pas dépasser 5%.
4.2. Réglage du jeu thermique dans la courroie de distribution:
Le contrôle et le réglage de l'écart thermique sont effectués à l'aide des plaques de manomètre dans l'ordre correspondant à l'ordre de fonctionnement du moteur, en commençant par le premier cylindre. L'écart est correctement ajusté si la jauge d'épaisseur, correspondant à l'écart normal, passe librement. Lors du réglage du jeu, maintenez la vis de réglage avec un tournevis, desserrez le contre-écrou, placez la plaque de jeu entre la tige de soupape et l'accouplement et tournez la vis de réglage pour régler le jeu requis. Ensuite, le contre-écrou est serré.
4.3. Réparation du groupe de vannes:
• Réparation de soupape - les principaux défauts sont l'usure et la brûlure de la surface de travail conique, l'usure de la tige et l'apparition de fissures. Si les têtes brûlent ou que des fissures apparaissent, les vannes sont jetées. Les tiges de soupape pliées sont redressées sur une presse à main à l'aide d'un outil. Les tiges de soupape usées sont réparées par chronisation ou repassage, puis rectifiées à la taille de réparation nominale ou surdimensionnée. La surface de travail usée de la tête de soupape est meulée à une taille de réparation. Les soupapes sont rodées sur les sièges avec des pâtes abrasives. La précision du broyage est vérifiée en versant du kérosène sur des vannes à charnières, s'il ne fuit pas, le broyage est bon pendant 4 à 5 minutes. Les ressorts de soupape ne sont pas restaurés, mais remplacés par de nouveaux.
Questions et réponses
Qu'est-ce qui est inclus dans le mécanisme de distribution de gaz? Il est situé dans la culasse. Sa conception comprend : un banc d'arbre à cames, un arbre à cames, des soupapes, des culbuteurs, des poussoirs, des poussoirs hydrauliques et, dans certains modèles, un déphaseur.
ДA quoi sert le calage du moteur ? Ce mécanisme assure l'approvisionnement en temps opportun d'une nouvelle partie du mélange air-carburant et l'élimination des gaz d'échappement. Selon la modification, il peut changer le calage du calage des soupapes.
Où se situe le mécanisme de distribution de gaz ? Dans un moteur à combustion interne moderne, le mécanisme de distribution de gaz est situé au-dessus du bloc-cylindres dans la culasse.
